该篇将介绍文件内存管理的相关知识，常用的内存管理函数，和常见的内存错误，供参考
1.为什么存在动态内存管理？
我们知道的内存开辟的方式有：
int main() { int a = 20;//在栈区空间开辟4个字节 char arr[10] = { 0 };//在栈区空间开辟了10个字节连续的空间 return 0; }
但是上述的内存开辟方式有两个特点：
- 空间开辟的大小是固定的
- 数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况，有时候我们所需要的空间大小在程序运行的时候才知道大小，那数组 的编译时开辟空间的方式就不能满足了。
这时候动态开辟的方式就出现了
2.动态内存函数介绍
malloc
C语言提供了一个可以动态开辟空间的函数：
这个函数向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向这块空间的指针
- 如果开辟成功，则返回一个指向开辟空间的指针
- 如果开辟失败，则返回一个空指针，因此malloc在使用的时候，一定要注意检查
- 返回值是void*类型，所有malloc在开辟空间时不知道开辟的什么类型，根据使用者来决定
- 如果参数size为0，malloc的行为是标准的，但是未定义的，取决于编译器
- 声明是放在<stdlib.h>头文件里面
//代码1 int main() { int n; scanf("%d", &n); int arr[n] = { 0 }; } //代码2： int main() { int n; scanf("%d", &n); int* p=(int*)malloc(n * sizeof(int)); if (p == NULL)//判断ptr是否为空指针 { perror("malloc"); return 1; } int i = 0; for (i = 0; i < n; i++) { *(p + i) = 0; } free(p);//释放ptr指向的动态空间 p = NULL;//必须手动置0，不然会变成野指针 return 0; }
free
C语言提供一个函数，专门用来释放动态开辟的空间：
free函数是用来释放动态开辟的内存
- 函数参数是指向动态开辟的空间的指针
- 如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的
- 如果ptr是NULL函数，则函数什么都不做
- 声明是放在<stdlib.h>头文件里面
calloc
C语言还提供了一个函数叫calloc，calloc函数也是用来动态开辟空间的：
- 函数的功能是为num个大小为size的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0.
- 与函数malloc的区别只在于calloc函数在开辟空间之前会将空间的每个字节都初始化为0.
所以如何我们对申请的空间要求初始化的时候，就可以方便的使用calloc函数
realloc
- realloc函数的出现使动态内存管理更加灵活
- 有时候我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时间内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整，那realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。
- ptr是要调整的内存地址
- size是要调整的大小
- 返回值为调整后的内存起始地址
- 这个函数调整内存空间大小的基础上，还会将原来的内存中的数据移动到新的空间。
- realloc在调整内存空间的是两种情况：
情况1：原有空间后面有足够的大的空间
情况2：原有空间后面没有足够大的空间
情况1
当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。
情况2
当是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。
由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一些。
举个例子：
#include <stdio.h> int main() { int *ptr = (int*)malloc(100); if(ptr != NULL) { //业务处理 } else { exit(EXIT_FAILURE); } //扩展容量 //代码1 ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？) //代码2 int*p = NULL; p = realloc(ptr, 1000); if(p != NULL) { ptr = p; } //业务处理 free(ptr); return 0; }
3.常见的动态内存错误
3.1对NULL指针的解引用操作
void test() { int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4); *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题 //所以每次使用动态开辟空间函数时都要判断一下再使用 free(p); }
3.2对动态开辟空间的越界访问
void test() { int i = 0; int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int)); if(NULL == p) { return ； } for(i=0; i<=10; i++) { *(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问 } free(p); p=NULL; }
3.3对非动态开辟内存使用free释放
void test() { int a = 10; int *p = &a; free(p);//这样是不行的，a不是动态开辟的不能用free return 0; }
3.4使用free释放一块动态开辟内存的一部分
int main() { int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); if (p != NULL) { *p = 0; p++;//p的地址改变了 } free(p);//这时释放的就不是最开始的开辟空间了，只是部分空间 p = NULL; return 0; }
3.5对同一块动态内存多次释放
void test() { int *p = (int *)malloc(100); free(p); free(p);//重复释放 }
3.6动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test() { int *p = (int *)malloc(100); if(NULL != p) { *p = 20; } } int main() { test();//空间申请完后，但没有释放，这块空间也找不到了，导致内存泄漏 忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。 }
总结：
动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放 。
